大肠杆菌发酵生产四氢嘧啶的途径构建及代谢改造
四氢嘧啶作为一种性质优良的保护性物质,其合成途径仅存在于一些中度嗜盐微生物中.目前,人们主要通过一种叫做”细菌挤奶”的发酵工艺从中度嗜盐微生物中获得四氢嘧啶,这种方法操作复杂、对反应器损耗大.在本研究中,在大肠杆菌中构建了四氢嘧啶合成途径并通过系统代谢改造提高四氢嘧啶产量.首先,在大肠杆菌W3110中异源表达伸长盐单胞菌的ectABC基因簇,所得菌株能够在不依赖盐激诱导的条件下积累4.9g/L的四氢嘧啶.之后,通过敲除thrA(编码天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶)弱化了L-苏氨酸合成支路;通过thrA的敲除四氢嘧啶积累量提高了109％.进一步,回补了来源于谷氨酸棒状杆菌的天冬氨酸激酶编码基因lysC以消除thrA敲除带来的不利影响;结果表明四氢嘧啶积累量提高了9％.最后,编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的ppc基因启动子被替换为一个trc强启动子并且乙醛酸循环阻遏蛋白编码基因iclR被敲除,通过这两点增加了四氢嘧啶前体物草酰乙酸的供应,最终四氢嘧啶积累量提高了21％.最后所获得的四氢嘧啶工程菌ECT05(pTrcECT,pSTVLysC-CG)通过分批补料发酵可以以葡萄糖为碳源、不依赖盐激诱导的条件下在发酵液中积累25.1g/L四氢嘧啶.在发酵过程中单位菌体四氢嘧啶产率为0.8g/g DCW,四氢嘧啶生成效率为0.84g·L-1·h-1.
四氢嘧啶 发酵工艺 大肠杆菌 合成途径 代谢改造
宁义科 吴雪娇 谢希贤 陈宁
天津科技大学生物工程学院,天津300457 代谢控制发酵技术国家地方联合工程实验室,天津300457 天津市氨基酸高效绿色制造工程实验室,天津300457
国内会议
山东潍坊
中文
75-81
2016-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）